46、IDDQ测试技术全面解析

IDDQ测试技术全面解析

1. IDDQ测试基础原理

IDDQ测试主要是通过测量电路的静态电流来检测电路中的缺陷。当电路中的静态电流高于纳瓦级别，并且该电流依赖于信号状态时，就表明电路可能存在缺陷。

1.1 基本示例

以CMOS反相器为例，若pFET存在缺陷，使其输入阻抗从无穷大降至有限值，那么在稳态时会有直流电流沿着特定路径流动，从而使稳态电流升高。在良好的电路中，切换完成后的静态电流（即IDDQ）会降至可忽略不计的值；而在有缺陷的电路中，IDDQ在切换结束后仍会保持较高水平。我们可以在特定时间点测量IDDQ来检测此类故障。

1.2 测量方式

IDDQ电流可以通过电路的电源总线进行测量，也可以通过自动测试设备（ATE）在电路的引脚处测量，或者在芯片的电源总线上内置电流测量设备。不过，电流测量所需的时间通常为毫秒级，远长于电压测量，因为必须等待所有电流瞬态消失后才能进行稳态电流测量。

1.3 应用场景与问题

IDDQ测试可用于功能测试、延迟故障测试以及检测对模式敏感的内存故障等。然而，随着芯片最小特征尺寸缩小至0.18μm，MOSFET的亚阈值传导电流增加，并且具有5000万到1亿个晶体管的芯片密度不断提高，使得区分有缺陷的IDDQ电流和正常但漏电流略有升高的器件变得越来越困难。不过，许多人利用IDDQ测试来提高IC的可靠性、降低50%的制造成本、提高现场质量并减少老化测试中的故障。

2. IDDQ测试可检测的故障类型

2.1 各类故障概述

IDDQ测试有时能够检测出多种故障，包括晶体管的常开、常闭故障，晶体管栅氧化层短路